Урок по теме «Движение искусственных спутников»

Урок по теме «Движение искусственных спутников»

1. 
   образовательные: раскрыть содержание понятий космические скорости и искусственные спутники, формирование представлений о траектории полетов спутников;
   
2. 
   развивающие: формирование умений у учащихся применять знания при решении задач;
   
3. 
   воспитательные: политехническое воспитание через изучение движения спутников; эстетическое – через демонстрацию модели движения спутников, рисунки, а также воспитание эстетических качеств у учащихся во время подготовки рефератов.
   

1. 
   Актуализация знаний через разгадывание кроссворда;
   
2. 
   Изучение нового материала:
   

1. 
   актуализация знаний о законе всемирного тяготения и 2 законе Ньютона;
   
2. 
   раскрытие содержания понятий 1-ой космической скорости и искусственного спутника Земли;
   
3. 
   раскрытие содержания понятия 2-ой космической скорости;
   
4. 
   раскрытие содержания понятия 3-ей космической скорости;
   
5. 
   демонстрация модели движения искусственных спутников;
   

3. 
   Закрепление и уточнение знаний:
   

1. 
   решение задачи;
   
2. 
   доклад учащихся;
   

• 
  Здравствуйте, садитесь. Знаете ли вы:
  

• 
  как движутся искусственные спутники?
  
• 
  а какую скорость необходимо задать спутнику, чтобы он улетел за пределы солнечной системы?
  
• 
  Почему космические корабли должны стартовать вертикально и почему их в основном запускали в Казахстане с Байконура, а не где-то в другом месте?
  

• 
  На все эти вопросы мы попытаемся ответить сегодня на уроке. А тема урока звучит так «Движение искусственных спутников».
  

1. 
   Актуализация знаний через разгадывание кроссворда;
   
   • 
     Но чтобы изучить эту тему и найти ответы на вопросы, нам необходимо будет вспомнить то, что может понадобиться при изучении нового материала.
     
   • 
     А сделаем мы это с помощью кроссворда, который лежит у каждого на парте. Разгадав кроссворд вы увидите слово, которое объединяет все темы прошедшие за последние уроки. Первые 2 человека разгадавшие правильно кроссворд получат оценки.
     

1. 
   Ученый проводивший опыты по свободному падению тел.
   
2. 
   По какой траектории движется свободно падающее тело, начальная скорость которого горизонтальна.
   
3. 
   Как называется башня с которой были проведены первые опыты по свободному падению тел.
   
4. 
   Кто определил значение гравитационной постоянной.
   
5. 
   Как называется разведка в которой используется метод нахождения залежей полезных ископаемых по точному измерению ускорения свободного падения.
   
6. 
   Кто разработал геоцентрическую систему мира.
   
7. 
   Где на Земле ускорение свободного падения равно 9,780 м/с².
   
8. 
   Какую систему мира разработал Н. Коперник.
   
9. 
   Что у Земли является равным 6400 км.
   
10. 
    Сила, с которой Земля притягивает к себе тела, называется силой …
    

2. 
   Изучение нового материала:
   

1. 
   актуализация знаний о законе всемирного тяготения и 2 законе Ньютона;
   

• 
  Итак, ключевым словом в данном кроссворде было Гравитация.
  
• 
  Что это такое? (явление всемирного тяготения)
  
• 
  Сегодня на уроке мы также будем говорить о тяготении и применять закон всемирного тяготения. Но прежде чем его применить посмотрим небольшой видеофрагмент.
  

1. 
   раскрытие содержания понятий 1-ой космической скорости и искусственного спутника Земли;
   

• 
  Нарисуйте рисунок и расставьте на нем все обозначения.
  
• 
  Сколько сил действует на спутник? Одна – сила тяготения.
  
• 
  Из 2 закона Ньютона F = m a, это ускорение является центростремительным a = a_ц.
  

• 
  Мы знаем, когда тело находится вблизи Земли h << R₃ , тогда (h+R₃) = R_3.
  
• 
  Тогда
  
• 
  Давайте вспомним как находится ускорение свободного падения вблизи Земли
  

• 
  Посчитаем чему равна эта скорость
  
• 
  ,
  

• 
  Это минимальная скорость, которую необходимо сообщить телу у поверхности Земли, чтобы превратить его в искусственный спутник. Запишем это.
  
• 
  Эта скорость называется 1-ой космической скоростью, запишем ее определение:
  

• 
  Для запуска на околоземную орбиту ИСЗ или космический корабль необходимо сначала вывести за пределы атмосферы. Поэтому космические корабли стартуют вертикально, чтобы было кратчайшее расстояние пробить атмосферу, выйти в безвоздушное пространство и сообщить ему горизонтальную скорость.
  
• 
  А как вы думаете почему именно в Казахстане с Байконура в основном запускают космические корабли? По той же самой причине, на этой широте будет кратчайшее расстояние, чтобы пробить атмосферу.
  
• 
  На высоте 300 км от поверхности Земли атмосфера очень разряжена и почти не влияет на движение космических кораблей. На такой высоте ракета делает поворот и сообщает аппарату, запускаемому на орбиту ИС, 1-ую космическую скорость, в направлении перпендикулярном вертикали. (кадоскоп)
  
• 
  А если высота с которой запущен спутник маленькая, как вы думаете что произойдет? (Спутник сгорит в плотных слоях атмосферы)
  
• 
  Возникает вопрос, а что будет, если запустить спутник со скоростью V < V₁ ? Как вы думаете?
  

• 
  А если V > V₁ ? (Космический корабль движется вокруг Земли по криволинейной траектории – эллипсу. Чем больше начальная скорость, тем все более вытянут эллипс).
  

1. 
   раскрытие содержания понятия 2-ой космической скорости;
   

• 
  При какой же скорости тело способно вырваться за пределы притяжения Земли?
  
• 
  Чтобы найти эту скорость, нужна работа, которую необходимо совершить против сил земного тяготения для удаления тела с поверхности Земли на бесконечность. A = mgh, h = R₃.
  
• 
  Чтобы преодолеть притяжение Земли, тело должно обладать запасом энергии, достаточным для совершения работы. Работа совершается за счет изменения энергии.
  
• 
  Вспомним закон сохранения энергии (энергия не появляется ниоткуда и не исчезает в никуда).
  
• 
  Таким образом происходит превращение энергии, кинетической в потенциальную. Как находится кин. энергия и потенциальная?
  

• 
  При такой скорости тело станет спутником Солнца. Эта скорость называется 2-ая косм скорость. Запишем ее определение.
  
• 
  Вторая космическая скорость – это наименьшая скорость, имея которую тело улетает на бесконечные расстояния, двигаясь от поверхности Земли. При этом двигатель не работает и вращением Земли пренебрегаем. Траектория движения – парабола. (кадоскоп)
  

1. 
   раскрытие содержания понятия 3-ей космической скорости;
   

• 
  Как вы думаете, а можно ли преодолеть притяжение Солнца?
  
• 
  Да, это возможно при 3-ей косм скорости V₃ = 16,7 км/с. Запишем ее определение.
  
• 
  Третья космическая скорость – это скорость, имея которую тело преодолевает притяжение Солнца и покидает Солнечную систему. Траектория движения – гипербола. (кадоскоп)
  
• 
  
  Рисунок 1.
  И мея примерно такую скорость автоматическая межпланетная станция «Пионер-10» (США) в 1983 г. впервые вышла за пределы Солнечной системы и сейчас летит по направлению к звезде Барнарда.
  

1. 
   демонстрация модели движения искусственных спутников;
   

• 
  Итак, мы узнали с вами 3 космические скорости и траектории движения тел.
  
• 
  А теперь давайте проверим действительно по таким ли траекториям движутся спутники при заданных скоростях.
  
• 
  Сравним периоды колебаний, траектории движения.
  

3. 
   Закрепление и уточнение знаний:
   

• 
  А теперь используя полученные сегодня знания давайте решим задачу.
  

1. 
   решение задачи;
   

• 
  Условие: Радиус Луны 1740 км, а сила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле. Чему равна первая космическая скорость для Луны? Ответ: V=1,7км/с.
  

1. 
   доклад учащихся;
   

• 
  У нас осталось еще немного времени и я думаю вам будет интересно еще узнать о ИС, этой информацией с нами поделится учащийся подготовивший доклад.
  
• 
  О том же кто первый побывал в космосе мы с вами узнаем на следующем уроке.